湖南漣源鋼鐵集團(tuán)有限公司制氧廠氧氣管道燃爆事故
近幾年,隨著鋼鐵工業(yè)的高速發(fā)展及高爐富氧等強(qiáng)化冶煉措施的采用,鋼鐵企業(yè)需氧量大幅度增加,尤其是管氧輸送量的增多更為明顯。管氧大多數(shù)采用純氧、中壓輸送,因此氧氣管道的安全運(yùn)行尤為重要。防止氧氣管道燃爆事故的發(fā)生,應(yīng)引起廣大同行的高度重視。本文就我廠新安裝兩個(gè)月后的一根氧氣管道燃爆事故進(jìn)行分析,供同行在管氧管理工作中借鑒。
1 事故經(jīng)過
2003年7月17日0:30,因管網(wǎng)壓力高,調(diào)度 指令停兩臺1500m3/h氧壓機(jī)。0:40操作工發(fā)現(xiàn) “一萬”制氧機(jī)恒壓裝置壓力偏高,管網(wǎng)壓力上漲較快,此時(shí)管網(wǎng)壓力為2.4MPa,申請停5000m3/h 氧壓機(jī)。0:56正當(dāng)操作工準(zhǔn)備停5000m3/h氧壓機(jī)時(shí),聽見一聲巨響,隨后只見1500m3/h氧壓機(jī)房后天空一片火紅,并持續(xù)了幾秒鐘。事后發(fā)現(xiàn),一條新增的連接新建16000m3/h制氧機(jī)與老空分系統(tǒng)的膨脹節(jié)被炸裂,被炸裂的膨脹節(jié)后面的20多米的氧氣管道被燒黑并部分燒熔,同時(shí)周圍的樹及草被燒燃。操作人員趕緊關(guān)閉相應(yīng)的閥門,組織撲火,才末使事態(tài)進(jìn)一步擴(kuò)大。
2 事故原因分析
事故發(fā)生后,公司立即組織國內(nèi)制氧專家對現(xiàn)場進(jìn)行查看和對事故管道、焊接處取樣分析。
現(xiàn)場查看及取樣分析情況:①管內(nèi)存在氧化鐵 皮、焊渣及閥門加工的殘?jiān)入s質(zhì);②管內(nèi)有銹 渣、水漬;③管道附件彎頭、變徑不符合規(guī)范要 求;④管托、管座設(shè)計(jì)不合理,使膨脹節(jié)產(chǎn)生徑向 振動而損壞;⑤施工單位無施工資質(zhì)。
引起氧氣管道燃爆的原因有如下幾個(gè)方面:
(1)施工質(zhì)量問題是造成氧氣管道燃爆的基本 原因。
?、俟軆?nèi)有氧化鐵存在,熔融物剝落層內(nèi)有鐵 銹,說明管道酸洗不徹底;②管道有銹渣、水漬, 說明管道酸洗后沒有進(jìn)行鈍化處理及安裝完后較長 時(shí)間內(nèi)未投運(yùn)時(shí)沒有進(jìn)行充氮保護(hù);③焊渣及閥門 加工的殘?jiān)嬖?,說明管道施工完后吹掃不干凈。進(jìn)行吹掃時(shí)閥門末拆除,閥門存在的死角吹掃不到。閥門不應(yīng)參與吹掃,閥門應(yīng)在拆除后單獨(dú)處理,管道應(yīng)用短管連接進(jìn)行吹掃。
施工質(zhì)量問題造成新安裝的氧氣管道內(nèi)存在氧 化鐵、銹渣、焊渣等殘留異物,在氧氣流動中成為 引火物。這些引火物的存在為本次氧氣管道燃爆事 故提供了基本條件。
(2)管托、管座及管路走向設(shè)計(jì)不合理,使膨 脹節(jié)產(chǎn)生徑向振動而損壞。
由于管托、管座及管路走向設(shè)計(jì)時(shí)沒有充分考慮管道運(yùn)行中徑向振動或位移,當(dāng)管內(nèi)壓力變化時(shí),管道產(chǎn)生徑向振動或位移,使膨脹節(jié)也產(chǎn)生徑向振動而損壞。壓力升高以后膨脹節(jié)就被壓破,氧氣外泄,形成高速氣流。
當(dāng)管網(wǎng)壓力升到2.4MPa時(shí)膨脹節(jié)被沖破,氧 氣外泄瞬時(shí)流速達(dá)到亞音速(約300m/s),管內(nèi)的 雜物在高速氣流帶動下與管道內(nèi)壁發(fā)生強(qiáng)烈摩擦、 碰撞,使管道局部過熱達(dá)到燃點(diǎn)而燃燒。有關(guān)資料 顯示:氧氣中混有氧化鐵皮或焊渣,在彎管中的氧 氣流速達(dá)到44m/s時(shí),產(chǎn)生的高溫能將管壁燒紅; 雜質(zhì)為焦炭顆粒、氧氣流速為30m/s,雜質(zhì)為無煙 煤、氧氣流速為13m/s時(shí),產(chǎn)生的高溫能將管壁燒 紅。因此當(dāng)膨脹節(jié)破裂時(shí),管道內(nèi)的氧氣流速大大 提高,致使施工中留在管道中的氧化鐵、焊渣在高 純氧中燃燒起來,鋼管在純氧中也燃熔。
(3)氧氣管道設(shè)計(jì)缺少安全保證措施。
管路設(shè)計(jì)時(shí)未考慮在恒壓調(diào)節(jié)閥前增加過濾器, 造成焊渣等雜物將調(diào)節(jié)閥卡死,不能及時(shí)調(diào)節(jié)恒壓 閥后管網(wǎng)壓力,使管網(wǎng)壓力超過正常工作壓力。